Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 11 - Termonukleär forskning, av Erling Dahlberg, Stig Lundquist och Robert Nilsson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
pålägger ett radiellt elektriskt fält, varvid oekså
temperaturen ökas. Detta fält medför emellertid en
ökning av den radiella diffusionshastigheten samt
nödvändiggör en mittelektrod, som dock kan vara en
plasmapelare.
Vissa av de förlusteffekter, som är gemensamma för
alla fusionsprojekt, får vid spegelfältsinstängning
speciell betydelse, medan inverkan av andra bör bli
reducerad. Till de förstnämnda liör exempelvis s.k.
laddningsutbyte, som innebär, att en energetisk jon
kolliderar med en neutral atom och att därvid
laddningen men inte energin överföres. Detta ger en
snabb neutral atom, som försvinner till väggen, och
en långsam jon, som enligt ovan snabbt får en sådan
riktning att den går förlorad. Denna förlustmekanism
nödvändiggör ett synnerligen gott vakuum före
injektionen av plasmat, och dessutom bör
apparatväggen vara sådan, att de energetiska atomer, som
träffar den, ej slår ut någon avsevärd mängd
föroreningar. Föroreningar i form av tunga joner med stor
laddning, som ju väsentligt ökar strålningsförlusten, bör
å andra sidan få mindre betydelse vid denna form av
instängning, då sannolikheten för en stor
riktningsändring för en sådan jon är större än för en
deute-riumjon.
En egenskap hos spegelmaskiner som kan visa sig
vara väsentlig, är att jonerna uppvärmes snabbare
än elektronerna vid kompressionen. Den
rotationsenergi som en partikel tillföres då magnetfältet ökar,
omfördelar sig snabbare hos en elektron och då
energiökningen är proportionell mot den transversella
energi som partikeln redan har, uppvärmes
elektronerna långsammare än jonerna. Som en följd härav
minskar strålningsförlusten, som bestämmes av
elektrontemperaturen, och en större del av den
tillförda energin användes för höjning av
jontemperaturen, som bestämmer fusionssannolikheten. En
annan konsekvens är att en elektron har lättare att
slippa ut genom spegeln än en jon, vilket torde medföra
att plasmat får en viss positiv nettoladdning. Detta
ger visserligen en liten ökning av förlusten av joner,
men har också det goda med sig att det motverkar
tillförseln av föroreningsjoner från apparatväggen.
Stabiliteten hos ett plasma som sammanhålles av ett
spegelfält är ännu föga utredd. Enligt de teoretiska
studier som gjorts, skulle plasmat vara instabilt även
vid låg täthet, men vid experimenten har ingenting
framkommit, som tytt på att plasmat varit instabilt
vid de förhållandevis låga tätheter och temperaturer,
som hittills uppnåtts. Detta torde innebära, att det
finns en stabiliserande mekanism, som ej tagits med
i den idealiserade teorin. Vilken denna är och
huruvida den är effektiv även vid höga tätheter och
temperaturer är ej klarlagt.
De mest omfattande experimenten med
spegelfältsinstängning har utförts vid University of California
Radiation Laboratory, Livermore, under ledning av
R. F. Post. Experimentprogrammet, The Pyrotron
Program, som påbörjades redan 1952, har i
huvudsak inriktats på att injicera ett plasma av måttlig
temperatur i ett växande magnetiskt spegelfält ocli
sedan uppvärma det till termonukleära temperaturer
genom kompression. Ett stort arbete har också
nedlagts på utveckling av lämpliga plasmakällor. Man
har vidare prövat en flerstegsapparat, där plasmat
efter en viss kompression pressas in i ett angränsan-
Fig. 4. Magnetiska speglar.
Magnetic mirrors.
de mindre spegelfält för att där ytterligare
komprimeras, osv. De mycket starka magnetfält, som fordras
vid de högsta temperaturerna, behöver då endast
upprätthållas i en liten volym, vilket medför stora
energibesparingar.
Experimenten i Livermore har varit vägledande för
de mera speciella experiment med spegelfält, som
1956 igångsatts på flera håll i USA. Bl.a. studeras en
apparat, där det mycket hastigt växande magnetfältet
genom sitt inducerade elektriska fält joniserar
kvarvarande gas, som sedan komprimeras. Man prövar
också användningen av magnetiskt drivna stötvågor
för jonisation och injektion. I ett annat experiment
undersökes möjligheten att successivt fylla på ett
statiskt spegelfält genom injektion av högenergetiska
molekyljoner D„+, som dissocieras i en ljusbåge,
varvid de resulterande deuteronerna kvarhålles i fältet.
Synpunkter på forskning
Förutom de principer för framställning av
termo-nukleärt plasma som här skildrats, har man
föreslagit många andra, ocli vissa av dem kommer säkert
att prövas. De tre som beskrivits är väsentligt skilda,
men har alla en viss möjlighet att kunna
vidareutvecklas till kraftproducerande reaktorer.
Forskningen har redan en mycket stor omfattning. Till de
amerikanska programmen anslås nu 150 millioner
kronor per år och man förutspår en fördubbling
nästa budgetår. En fascinerande och lättläst
beskrivning av detta jättearbete, som till i år varit
hemligstämplat, ges i A. Bishop: Project Sherwood — The
U. S. Program in Controlled Fusion
(Addison—Wesley, 1958). Särskilt imponerande är det systematiska
sätt varpå stellarator-projektet drives.
De ansträngningar som nu göres, avser till stor del
teknisk utveckling på ett flertal områden. De
uppnådda resultaten förmodas bli till nytta även på
andra håll inom elektrotekniken. Man har t.ex. fått
fram låginduktiva kondensatorer för höga
spänningar och strömmar samt en teknik som möjliggör snabb
koppling, 0,1 ,ps, av miljontals ampere med stor
precision. Vakuumtekniken har drivits till oanad
fulländning och värdefulla plasmadiagnostiska hjälpmedel
har utvecklats, såsom mikrovågssondering,
tidupp-löst spektroskopi och magnetiska sönder för mätning
av mycket snabba förlopp. Allt detta har varit
nödvändigt för att driva de nämnda försöken.
Då flera projekt under lång tid ingående studerats
och fortfarande synes lovande, bör det finnas
anledning att hoppas på en framtida termonukleär
energiproduktion.
ELTEKNIK 1958 1 1 9
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
